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  • 科研進展

    Science Advances: 全球變暖加強熱帶北大西洋氣候模態

      2021年8月25日,由中國科學院大氣物理研究所LASG國家重點實驗室開放課題資助的項目在Science Advances(《科學進展》)在線發表了題為“Greenhouse warming intensifies north tropical Atlantic climate variability”(全球變暖加強熱帶北大西洋氣候模態)的最新研究成果。該成果由北京師范大學楊韻副教授和LASG國家重點實驗室黃剛研究員,聯合中國海洋大學、青島海洋科學與技術試點國家實驗室、Scripps海洋研究所等中外多家研究團隊共同完成。

      熱帶北大西洋(North Tropical Atlantic, NTA)事件表現為春季(三至五月)海表溫度的異常變暖(冷)。它會引起熱帶輻合帶向北(南)移動,導致巴西東北部地區出現異常干旱(洪澇),增加(減少)大西洋極端颶風的數量及其登陸美國東岸的頻率,并可以在同年冬季(十二至二月)激發拉尼娜(厄爾尼諾)事件(圖1)。因此,NTA極大地影響著全球氣候系統和人類社會與經濟的可持續發展,探索其在全球變暖背景下的變化具有重要的科學和社會意義。
    圖1:觀測的NTA暖事件及其影響:NTA暖事件(例如:1980,1981,1998,2005,2010,2013)表現為熱帶北大西洋海表溫度(°C,填色)在春季增暖,這將導致大西洋極端颶風數量增多且登陸頻率增高(藍色箭頭和颶風符號)以及降雨異常(毫米/天,綠色實線和棕色虛線分別代表正、負異常,間隔為0.5毫米/天),并可以在當年冬季激發拉尼娜事件。
      該研究采用CMIP6多模式數據,揭示了全球變暖將顯著提升NTA的振幅及其極端事件的發生頻率(圖2A)。這與氣候變暖后厄爾尼諾-南方濤動(El Nino-Southern Oscillation,ENSO)影響的增強聯系緊密(圖2B,C)。一方面,全球氣候變暖導致ENSO振幅增強且ENSO引發的熱帶太平洋深對流活動向東移動,增強了太平洋-北美遙相關(Pacific-North American pattern,PNA),增大了熱帶北大西洋風速異常。另一方面,ENSO的加強也會導致對流層增暖的加劇,并進一步增加濕對流異常。在兩者共同作用下,NTA變率在全球氣候變暖后將顯著增強。鑒于NTA對干旱、洪澇、極端颶風等的影響,這一研究表明加快推進溫室氣體減排具有重要的現實意義。
    圖2:NTA變率增強及其物理機制。(A)16個氣候模式中現代(1900-1999,藍邊條)和未來(2000-2099,紅邊條)氣候的NTA標準差。多模式平均的現代和未來氣候結果分別表示為藍色和紅色填充條。(B)現代和(C)未來氣候的ENSO影響,包括異常的海表溫度(填色)、風(矢量)、對流層溫度(紅色等值線)、深對流(云)、以及PNA遙相關(H,高氣壓;L,低氣壓)
      文章信息:Y. Yang*, L. Wu, Y. Guo, B. Gan, W. Cai, G. Huang, X. Li, T. Geng, Z. Jing, S. Li, X. Liang, S.-P. Xie, Greenhouse warming intensifies north tropical Atlantic climate variability. Sci. Adv. 7, eabg9690 (2021). 
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